Hintergrund: Akute sowie chronische Pathologien der Aorta sind komplexe Erkrankungen mit stark risikobehafteten Interventionsmöglichkeiten. Die Wahrscheinlichkeit einer Rückenmarkschädigung und damit einhergehender Paraplegie nach umfassenden Eingriffen an thorakoabdominellen Aortenaneurysmen beträgt bis zu 20 %. Die Blutversorgung des Rückenmarks wird unter anderem durch den direkten Zufluss aus Spinalarterien sichergestellt, welche paarig aus der Aorta entspringen. Durch vorangegangene Studien weiß man, dass im Falle des Verlustes dieser direkten Zuflüsse, ein in der paraspinalen Muskulatur lokalisiertes Gefäßsystem eine alternative Blutversorgung des Rückenmarks sicherstellen kann. Dieses funktionelle System bezeichnet man als paraspinales Kollateralnetzwerk. Es konnte gezeigt werden, dass Umbauprozesse in diesem Netzwerk verzögert geschehen - in Abhängigkeit von lokaler Ischämie und Perfusionsdrücken.
Mittels MISACE (minimally invasive staged segmental artery coil and plug embolization) wurde ein Verfahren entwickelt, welches es ermöglicht mittels Metallcoils- oder Plugs minimalinvasiv einzelne Segmentarterien vor dem eigentlichen Eingriff zu verschließen. Dadurch wird die Ausbildung des Kollateralnetzwerkes induziert, welches zum Zeitpunkt der definitiven therapeutischen Intervention das Risiko einer potenzielle Rückenmarkschädigung über alternative Perfusionswege mindert.
Aufgabenstellung:
1. Die Etablierung eines Modells zur Vorbereitung des Kollateralnetzwerks durch minimalinvasives Coiling. Gibt es ein optimales Coilingmuster, bei welchem keine bleibenden Paraplegien auftreten?
2. Wie ändert sich die regionale Perfusion im Rückenmark in Abhängigkeit unterschiedlicher Coilingmuster?
3. Wie unterscheiden sich die einzelnen Coilingmuster im klinisch-neurologischen Outcome und besteht durch MISACE ein Risiko für iatrogene spinale Ischämien (Risikoprofil)?
Methoden: Im chronischen Großtierversuch wurde an insgesamt 25 Schweinen ein umfassender Eingriff an der thorakoabdominellen Aorta mit konsekutivem Verschluss multipler Segmentarterien (T4 bis L5) durchgeführt. Mittels MISACE wurde in einem zweizeitigen Verfahren durch den selektiven Verschluss von spinalen Segmentarterien die Ausbildung des arteriellen Kollateralsystems initiiert. Im ersten Schritt erfolgte der Verschluss von einer bestimmten Anzahl und an spezifischen Punkten lokalisierten Segmentarterien. Im fünf Tage später stattfindenden zweiten Eingriff wurden nun ebenfalls durch MISACE alle verbleibenden Segmentarterien verschlossen. Durch den kompletten Verschluss aller aortalen SA wurde die anatomische Situation entsprechend eines kompletten Ersatzes (oder Stenting) der thorakoabdominellen Aorta simuliert.
Drei unterschiedliche Coilingmuster wurden an jeweils sechs Schweinen untersucht. In der ersten Versuchsgruppe wurden im ersten Schritt alle lumbalen Segmentarterien und in einer weiteren Sitzung alle thorakalen Segmentarterien verschlossen (Regional-Pattern). In der zweiten Gruppe wurde zunächst, einem alternierenden Muster folgend, jede zweite Segmentarterie verschlossen. Die offen verbliebenen SA wurden anschließend in der zweiten Sitzung fünf Tage später verschlossen (Alternating-Pattern). In der dritten Gruppe wurde zuerst ein für die Blutversorgung kritischer Bereich im thorakolumbalen Übergang (Segmentebenen T12 bis L2) verschlossen. Alle übrigen Segmentarterien wurden in der zweiten Sitzung verschlossen (Watershed-Pattern). In der aus sieben Tieren bestehenden Kontrollgruppe wurden in einer offenen Operation alle Segmentarterien konsekutiv mittels Clips unter Sicht verschlossen. Das neurologische Outcome wurde alle sechs Stunden am ersten bis dritten postoperativen Tag und mindestens alle zwölf Stunden an allen weiteren Tagen evaluiert. Die regionale Perfusion des Rückenmarks wurde mittels Mikrosphärenapplikation zu insgesamt sechs Zeitpunkten vor und nach den Interventionen gemessen. Nach Abschluss der experimentellen Phase wurden alle Tiere einer Obduktion zugeführt. Hier wurden die OP-Ergebnisse evaluiert sowie Rückenmarkproben entnommen und histologisch aufgearbeitet und bewertet.
Ergebnisse: Alle Tiere der Kontrollgruppe zeigten ein neurologisches Defizit. Insgesamt waren am Ende des Beobachtungszeitraums 57 % (N=4) der Tiere dauerhaft parapleg. In der Alternating-Pattern MISACE Gruppe entwickelten 33,3 % (N=2) neurologische Störungen. Ein Tier erlitt eine dauerhafte Paraplegie, ein weiteres Tier erlitt eine temporäre Paraplegie. Kein Tier der Watershed-Pattern Gruppe hatte nach der Stage 1 MISACE Intervention neurologische Beeinträchtigungen. Allerdings kam es hier nach der zweiten MISACE Intervention zu drei temporären sowie einer permanenten Paraplegie (66,7 %, N=4), mit entsprechend histologisch nachweisbaren Schäden im Rückenmark. Damit hatte dieses MISACE Muster das schlechteste neurologische Outcome von allen MISACE Gruppen. Kein Tier aus der Regional-Pattern Gruppe erlitt eine dauerhafte Paraplegie. Weiterhin war es die einzige Gruppe, in welcher es keine histologischen Hinweise auf eine Gewebeschädigung des Rückenmarks gab (p<0,05 im Vergleich zur Kontrollgruppe) und in welcher sich die lokale Durchblutung des Rückenmarks innerhalb von drei Tagen nach dem kompletten Verschluss aller Segmentarterien wieder bis auf die Ausgangswerte erholte (von 84,4±23 % ausgehend vom Baselinewert nach der erster Sitzung auf 89,2±47 % vor Versuchsende; P=0,433).
Schlussfolgerung:
Ein ebenenbasiertes Verschlussmuster der Segmentarterien (Regional-Pattern), beginnend mit den lumbalen Gefäßen in einer ersten Sitzung, scheint der beste Ansatz in Hinblick auf das neurologische Outcome der Tiere und die regionale Durchblutung des Rückenmarks zu sein. Vorausgesetzt MISACE wird in nur zwei Sitzungen durchgeführt.
Die Studie bestätigt, dass MISACE ischämische Schäden am Rückenmark vermindern und zu einem verbesserten neurologischen Outcome nach einem simulierten kompletten Verschluss aller Segmentarterien führen kann. Es konnte jedoch ebenfalls gezeigt werden, dass auch MISACE iatrogen zu neurologischen Schäden führen kann, was in der klinischen Praxis zu berücksichtigen ist.:1 Abkürzungsverzeichnis
2 Einführung
2.1 Erkrankungen der Aorta
2.1.1 Hintergrund
2.1.2 Das Aortenaneurysma
2.2 Das Verständnis über die Blutversorgung des Rückenmarks im Wandel der Zeit
2.2.1 Das historische Modell
2.2.2 Das zeitgenössische Modell
2.2.3 Systemumformung - Das arterielle ‚Remodeling’
2.3 Interventionelle Therapie
2.3.1 Interventionsindikationen
2.3.2 Offen-chirurgische Interventionsmöglichkeiten
2.3.3 Endovaskuläre Interventionsmöglichkeiten
2.3.4 Interventionsassoziierte intra- und postoperative Paraplegie
2.4 Neue therapeutische Ansätze
2.4.1 Erweitertes intra- und postoperatives Monitoring
2.4.2 Neue invasive Verfahren
2.4.3 Staged Repair
2.4.4 Das MISACE-Verfahren zur Vorbereitung des Rückenmarks
2.4.5 MISACE im aktuellen klinischen Alltag
3 Fragestellung
4 Material und Methoden
4.1 Tiermodell
4.2 Periinterventioneller Ablauf, alle Gruppen
4.2.1 Präoperativer Ablauf, alle Gruppen
4.2.2 Katheterimplantation und Mikrosphären Baseline-Messung, alle Gruppen
4.2.3 Grundlagen der verwendeten Mikrosphärentechnik
4.2.4 Ablauf der Mikrosphären-Messung, alle Gruppen
4.3 Interventioneller Ablauf, Übersicht
4.3.1 Gruppenzusammensetzung und angewandte MISACE Coiling-Muster
4.3.2 Interventioneller Ablauf, Kontrollgruppe
4.3.3 Interventioneller Ablauf MISACE, alle Interventionsgruppen
4.4 Postoperative Versorgung
4.4.1 Allgemein, alle Gruppen
4.4.2 Modifizierter Tarlov-Score
4.5 Beendigung der experimentellen Phase, Gewebegewinnung
4.5.1 Vorbereitung
4.5.2 Rückenmark
4.6 Gewebeauswertung
4.6.1 Reagenzien und Geräte
4.6.2 Histologische Aufarbeitung der Rückenmarksgewebeproben
4.7 Mikrosphären
4.7.2 Probenvorbereitung und Hydrolyse
4.7.3 Filtration
4.7.4 Auswertung
4.8 Statistische Analyse
5 Ergebnisse
5.1 Tiermodell
5.2 Periinterventioneller Ablauf, alle Gruppen
5.2.1 Implantation der Katheter zur Mikrosphären-Messung
5.3 Interventioneller Ablauf, Interventionsgruppen
5.4 Postoperative Versorgung
5.4.1 Modifizierter Tarlov-Score
5.5 Gewebeauswertung
5.5.1 Histologische Aufarbeitung der Rückenmarkgewebeproben
5.6 Mikrosphären
5.6.1 Auswertung der regionalen Rückenmarksperfusion
5.7 Zusammenfassung der Ergebnisse
6 Diskussion
6.1 Rückenmarkprotektion in der Aortenmedizin - Staged Repair Konzept
6.2 MISACE – Erkenntnisse und das Wirksamkeits-, Sicherheitsprofil
6.3 Das optimale MISACE-Pattern
6.4 Rückschlüsse auf die klinische Praxis
6.5 PAPAartis
6.6 Offene Fragen und künftige Forschungsansätze
6.7 Limitationen
7 Zusammenfassung der Arbeit
8 Literaturverzeichnis
9 Selbstständigkeitserklärung
10 Danksagung
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:76401 |
| Date | 02 November 2021 |
| Creators | Kaiser, Sven |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German |
| Detected Language | German |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:doctoralThesis, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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